Rezonans eviricili ultrasonik karıştırıcının tasarımı ve farklı yük koşullarında test edilmesi
Design and test of ultrasonic mixer with resonant inverter under different load conditions
- Tez No: 992215
- Danışmanlar: PROF. DR. SELİM ÖNCÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, ultrasonik bir karıştırıcı sistemi için farklı kontrol tekniklerinin kullanılabildiği, D sınıfı rezonans eviricinin tasarımını ve uygulanmasını amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında; homojen karıştırılması oldukça zor olan ve geleneksel yöntemlerle yaklaşık 2 saat karıştırma süresi gerektiren alüminyum – grafen nano tozlarının çok daha kısa zamanda homojen olarak karıştırılması hedeflenmiştir. D sınıfı rezonans evirici (DSRE) tasarlanmış ve homojen karışımı sağlamak amacıyla çıkışına ultrasonik transdüser (UT) bağlanmıştır. DSRE'nin kontrolünde klasik bir yöntem olan darbe genişlik modülasyonu (DGM) haricinde, 8'li ve 16'lı düzenli forma sahip darbe yoğunluk modülasyonu (DYM) kullanılmıştır. DSRE, gömülü sistemler alanında maliyeti etkin ve yaygın kullanılan ATMega328P mikrodenetleyicisi ile kontrol edilmiştir. UT tüm doluluk oranlarında rezonans frekansı olan 34,453 kHz yakınlarında 34,643 kHz anahtarlama frekansında çalıştırılmıştır. Her iki kontrol tekniği için UT'nin akım ve gerilim şekilleri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Yarım köprü topolojisi tercih edilerek devre elemanı sayısı düşürülmüştür. Uzun karıştırma süresi gerektiren geleneksel yöntemlere alternatif olarak ultrasonik bir karıştırıcı tasarlanmıştır. Alüminyum – grafen nano tozları yüksek karışım oranlarında (%2), her iki kontrol tekniği kullanılarak 3 dakika süresince karıştırılmıştır. Karışım sonucunda üretilen alaşımların tane boyutları ve homojenliklerinin değerlendirilebilmesi için SEM – EDX analizleri sunulmuştur. Bu çalışma sonucunda elde edilen veriler, çok kısa zamanda homojen alaşımların oluşturulabilmesi için önemli bir altyapı sağlamaktadır. Çalışmada elde edilen sonuçların gelecekte tasarlanacak olan sistemlere, hem akademik hem de ticari alanda katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
This study aims to design and implement a Class D resonant converter that can use different control techniques for an ultrasonic mixing system. Within the objective of this study, the goal is to homogenously mix aluminium and graphene nano powders, which are quite difficult and time-consuming to mix, in a very short time. A Class D resonant inverter (CDRI) was designed, and an ultrasonic transducer (UT) was connected to its output to ensure a homogeneous mixture. In addition to pulse width modulation (PWM), which is a classic method of controlling CDRI, pulse density modulation (PDM) with 8 and 16-pulse regular forms was used. PWM and PDM control techniques were applied to the CDRI at D = 0.375, and 0.50 fill factors. The CDRI was controlled with the ATMega328P microcontroller, a cost-effective and widely used microcontroller in the embedded systems field. UT was operated at a switching frequency of 34.643 kHz, near the resonance frequency of 34.453 kHz, at all occupancy rates. The current and voltage patterns of the UT for both control techniques are presented for comparison. A half-bridge topology was adopted, reducing the number of circuit elements. An ultrasonic mixer has been designed as an alternative to traditional methods that require approximately 2 hours of mixing time. Aluminium and graphene nano powders were mixed at high mixing ratios (%2) using both control techniques for 3 minutes. SEM and EDX analyses were presented to assess the grain size and homogeneity of the produced alloys. The data obtained as a result of this study provides an important infrastructure for the creation of homogeneous alloys in a very short time. It is anticipated that the results will contribute to future systems designs, both academically and commercially.
Benzer Tezler
- Rezonans eviricili indüksiyon ısıtıcının farklı yük koşullarında test edilmesi
Testing induction heater with resonant inverter in different load conditions
KENAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM ÖNCÜ
- Sıfır gerilim anahtarlamalı seri rezonans eviricili ani su ısıtıcı
Zero voltage switching series resonant inverter hot water producer
FATİH AKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM ÖNCÜ
- Yarım köprü seri rezonans eviricili endüksiyon ocak tasarımları için yeni bir hesaplama yöntemi
A new calculation method for half-bridge series resonant inverter circuits in induction cooker designs
ŞEREF CAN SEYREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT KAÇAR
- Kendinden tetiklemeli indüksiyon ısıtıcı için akım geri beslemeli seri rezonans eviricili sürme devresinin gerçekleştirilmesi ve analizi
Implementation and analysis of series resonant inverter for self oscillating induction heater with current feedback driving circuit
SELİM ÖNCÜ
Doktora
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR BAL
- Output voltage control of a four-leg inverter based three-phase UPS by means of stationary frame resonant filter banks
Durağan koordinatlarda rezonans süzgeç bankası kullanarak dört bacaklı evirici tabanlı üç fazlı KGK´nın çıkış gerilim denetimi
EYYUP DEMİRKUTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET MASUM HAVA